射频电路基础期末试题.doc

西安电子科技大学教师教学工作一览 年下学期课 程 名 称： 课 程 性 质（必、限、任）： 课 程 学 时 数： 主讲教师姓名： 填 表 时 间： 教 学 任 务 书 老师： 根据 学年 学期教学计划的安排，经研究，决定请您担任 教学班 课程的主讲，该课程学时为 学时，请做好教学实施计划安排和备课等环节的工作。西安电子科技大学（教学单位盖章） 年 月 日19课程内容实施进度注：1课次为2学时课次内 容1第一章 绪论1.1非线性电子线路 1.2非线性电子线路的应用2第二章 谐振功率放大器 2.1谐振功放的工作原理和能量关系32.2谐振功放的动特性曲线和工作状态2.3谐振功放的工作特性42.4谐振功放的电路设计和输出匹配网络 第二章 习题课5第三章 正弦波振荡器 3.1反馈式振荡器的工作原理（一）63.1反馈式振荡器的工作原理（二）73.2 LC正弦波振荡器 变压器耦合式振荡器、三端式振荡器（一）83.2 LC正弦波振荡器 三端式振荡器（二）、差分对振荡器93.2 LC正弦波振荡器 频率稳定度分析和改进措施103.3并联型石英晶体振荡器和串联型石英晶体振荡器113.4 RC正弦波振荡器 第三章 习题课 12第五章 振幅调制与解调 5.1 调幅信号分析（一）135.1调幅信号分析（二）145.2非线性器件调幅原理、失真和平衡对消技术155.3线性时变电路调幅原理和电路分析（一）165.3线性时变电路调幅原理和电路分析（二）175.4包络检波和同步检波原理和电路分析（一）185.4包络检波和同步检波原理和电路分析（二） 第五章 习题课 19第六章 混频 6.1晶体管混频器原理课次 内 容206.2场效应管混频器原理 6.3混频干扰 第六章 习题课21第七章 角度调制与解调 7.1调角信号分析227.2相位调制原理和频率调制原理237.3变容二极管调频电路分析247.4调相信号解调257.5调频信号解调 乘积型相位鉴频267.6调频信号解调 叠加型相位鉴频和平衡对消27第七章 习题课28第九章 反馈与控制 9.1自动增益控制和自动频率控制299.2锁相环的工作原理与应用30总复习31323334353637383940课程考试试题及答案（试题、标准答案及评分标准）西安电子科技大学考试时间 120 分钟试 题（A）题号一二三四五六七八九十总分分数1.考试形式：闭卷 2.本试卷共十道大题，满分100分。班级 学号 姓名 任课教师 注意：所有推导和计算类题目都要给出推算过程一、（6分）超外差无线电接收机原理如图1.1所示。(1) 在图中写出单元I和单元II的名称。(2) 如果接收的高频已调波频率fs的范围为535 1600 kHz，下混频得到的中频已调波频率fi为465 kHz，计算本振信号频率fl的范围。(3) 自动增益控制(AGC)电路基于中频已调波的强度调节中频放大器的增益|Ai|。根据AGC的工作原理，在图1.2所示的坐标系中定性画出|Ai|与的关系。参考电压URfsfifl图1.1天线输入回路高频放大III中频放大|Ai|检波输出变换AGC|Ai|UR0图1.2二、（12分）谐振功率放大器如图2.1所示，电路通过变压器耦合实现平衡的基波输出，电阻R1 = R2。已知直流偏置电压UBB = UBE(on) = 1 V，UCC = 22 V，交流输入电压ub = 500cos2p 106t mV。(1) 计算通角q。(2) 在R2上测量的电压uo2、电流io2波形如图2.2所示，在图2.3中作出动特性曲线，标出三个关键点的坐标。提示：根据测量结果计算放大器输出的基波电压振幅Ucm和电流振幅Ic1m，根据表2.1计算集电极电流峰值iCmax。(3) 计算此时谐振功放的效率hC。(4) 判断工作状态；如果R1被短路，工作状态如何变化？表2.1 余弦脉冲分解系数qa0(q)a1(q)60o0.2180.39175o0.2690.45590o0.3180.500C+-ub+-UBBiC+-UCC+-uCE图2.1R1R2+-Truc1:1-+uo2io2uo2 (V)t10- 10io2 (A)t2- 2图2.2iC (A)02uCE (V)2040124510303图2.3三、（10分）(1) 正确标出图3.1所示变压器耦合式振荡器的同名端。(2) 正确连接图3.2中的元器件，构成文式桥振荡器。(3) 判断图3.3所示振荡器的类型；计算反馈系数F；如果振荡频率w0 = 20 106 rad / s，计算电容C的取值。图3.2At +-图3.1CC图3.3LCBRB1RB2RCREC130pFC260pFC25mHUCC四、（12分）正弦波振荡器如图4所示，晶体的基音为2 MHz。(1) 画出交流通路，判断类型。(2) 说明晶体和电容C1的作用。(3) 如果测量的振荡频率fg = 6 MHz，计算电感L的取值下限。图41 kW0.01mF60kW30kW0.01mF2 kW100 pF0.01 mF100pFUCC10 mHLCC1五、（10分）调幅信号us = 100cos2p 107t + 100cos2p 102tcos2p 107t mV。(1) 判断该信号是哪种振幅调制信号，计算其带宽和在单位负载电阻上的平均功率Pav。(2) 如果该调幅信号经由图5所示电路产生，单元I应为何种电路？写出调制信号uW和载波uc的表达式。uWIusuckM = 1 (mV- 1)图5六、（10分）二极管调幅电路如图6所示。调制信号uW = UWmcosWt，载波uc = Ucmcoswct， Ucm UWm，wc W。VD1和VD2为理想二极管，带通滤波器BPF的输入电阻已折算入负载电阻RL。BPF的中心频率w0 = wc，带宽BWBPF 2W，通带内增益kF = 1。推导输出电压uo的表达式。VD2VD1RL+-+-图6BPFucuW+-uo+-ucRL七、（8分）乘积型同步检波电路如图7.1所示，双边带调幅信号uDSB = UsmcosWtcoswct，波形如图7.2所示。(1) 在图7.2中定性画出低通滤波器LPF前后的输出电压uo1和uo2的波形。(2) 推导uo2的表达式。uDSBuo1uo2ttt000图7.2uDSBuo2k2(wct)kM图7.1LPFuo1kF八、（8分）线性频偏扩展电路如图8所示，已调波us经过倍频器，将载波频率和绝对最大频偏扩展为原来的N倍，再与本振信号ul下混频，恢复原来的载波频率，从而扩展了输出电压uo的相对最大频偏。(1) 已知us = 0.1cos(2p 106t+sin2p 103t) V，计算其频率ws(t)。(2) 如果uo的频率wo(t) 2p 106 - 6p 103cos2p 103t rad / s，计算倍频数N和本振信号ul的频率wl。CUCCLul+Re- UEEREus+-N倍频图8+-uo九、（12分）变容二极管直接调频电路如图9所示，已知结电容pF，调制信号uW = 30cos2p 103t mV。(1) 计算振荡频率wo(t)和最大频偏Dwm。(2) 计算调频信号uFM的卡森带宽BWCR。R2 10 kW+RB1RB2RECCL 5 mHCBCECjCjLCUCC = 12 VR1 50 kW-uWRLuFM图9CcCBP十、（12分）检波电路如图10所示，计算以下各组信号的输出电压uo。(1) u1 = 1.5cosWtsinwct V，u2 = 3sinwct V。(2) u1 = 0.5sin(wct + mfsinWt + 0.3cosWt) V，u2 = 5cos(wct + mfsinWt) V。Cu1图10u2+-+-u1+-CRR+-uo1-+uo2+-uoVD1VD2kd = 1kd = 1答案及评分标准：试卷分析及总结报告一、 试卷分析本试卷中共有 10 道大题, 0 道小题, 包含了大纲中绝大多数重要的知识点, 覆盖大纲知识点占（比例） 95 % 。试题形式按照学校要求进行，注重考察考生掌握基础知识以及独立解决问题的能力，难易程度合理。试题中基本知识题目占 30 % ,适中题占 60 % ，难题占 10 % 。学生做对基本知识题人数占 60 % ，做对综合与提高题人数占 40 % 。班级任课教师人数90-10080-8970-79 60-69 不及格平均分人数百分比人数百分比人数百分比人数百分比人数百分比021011朱天桥882225.0%1820.5%1415.9%1719.3%1719.3%71.7021012朱天桥941819.1%1617.0%1516.0%2021.3%2526.6%67.1021013邓军872225.0%1922.0%1214.0%1416.0%2023.0%68.5021014邓军962425.0%2122.0%1213.0%1920.0%2021.0%69.4021015全利安931819.3%1819.3%1617.2%2223.6%1617.2%68.6021031顾伟舟1121413.0%2220.0%2623.0%2926.0%2119.0%68.9021041全利安8056.25%1518.8%911.3%2430.0%2632.5%59.2021061顾伟舟36514.0%925.0%822.0%617.0%822.0%69.3021071顾伟舟351029.0%39.0%1029.0%514.0%720.0%72.2021091赵建勋611727.9%69.84%1524.6%1016.4%1321.3%72.8二、 试卷成绩分析统计三、 试卷批改的一致性检查1. 是否按照评分标准改卷： （）是 （ ）否2. 同一门课，各班改卷方式为： （）集中流水改卷 （ ）分班独立改卷：3. 分班改卷是否执行统一的评分标准： （ ）是 （ ）否四、试卷反映教与学存在的问题，有何建议？（从试卷的得分情况分析学生对基本概念、原理的掌握情况，成绩分布是否合理等；谈谈在教学过程中的经验总结及教学建议。）平时成绩评定依据（包含平时成绩的构成及给分标准，平时成绩和卷面成绩各占总成绩的百分比。）此处写各班的平时成绩构成及给分标准，如收作业多少次，每次多少分，点名几次，每次几分，期中大作业多少分。总成绩包括平时成绩，满分20，以及期末卷面成绩，占80 。课内大作业题目及学生完成情况的分析射频电路基础期中大作业从射频电路的软件仿真和硬件设计两方面分别考察学生的实践和写作能力。以下是两个题目的基本要求、实践任务、写作报告和相关提示的具体内容。题目一：基于PSpice仿真的振幅调制电路设计1.1 基本要求参考教材射频电路基础第五章振幅调制与解调中有关差分对放大器调幅和二极管调幅的原理，选择元器件、调制信号和载波参数，完成PSpice电路设计、建模和仿真，实现振幅调制信号的输出和分析。1.2 实践任务(1) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率，通过理论计算分析，正确选择晶体管和其它元件；搭建单端输出的差分对放大器，实现载波作为差模输入电压，调制信号控制电流源情况下的振幅调制；调整二者振幅，实现基本无失真的线性时变电路调幅；观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。(2) 参考例5.3.1，修改电路为双端输出，对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。(3) 选择合适的调制信号和载波的振幅、频率，通过理论计算分析，正确选择二极管和其它元件；搭建单二极管振幅调制电路，实现载波作为大信号，调制信号为小信号情况下的振幅调制；调整二者振幅，实现基本无失真的线性时变电路调幅；观察记录电路参数、调制信号、载波和已调波的波形和频谱。(4) 参考例5.3.2，修改电路为双回路，对比研究平衡对消技术在该电路中的应用效果。1.3 写作报告(1) 按论文形式撰写，包括摘要、正文和参考文献，等等。(2) 正文包括振幅调制电路的设计原理、理论分析结果、实践任务中各阶段设计的电路、参数、波形和频谱，对观察记录的数据配以图像和表格，同时要有充分的文字做分析和对比，有规律性认识。(3) 论文结构系统、完备、条理清晰、理论正确、数据翔实、分析完整。1.4 相关提示(1) 所有电路和信号参数需要各人自行决定，各人有不同的研究结果，锻炼学生的独立研究和实验分析能力。(2) 为了提高仿真精度和减小调试难度，可以将调制信号和载波的频率设置得较低。题目二：数字调制与解调的集成器件学习2.1 基本要求射频电路基础第八章数字调制与解调是调制信号为数字基带信号时的调制与解调，是第五章和第七章的扩展，直接面向应用。学生可以通过自学了解基本理论，并认识数字调制与解调的集成器件。2.2 实践任务(1) 学习数字调制与解调的基本原理，重点是原理框图和波形。(2) 上网查询英文资料，选择一种数字调制或解调的集成芯片，根据芯片资料学习其性能参数、结构设计和相关电路。2.3 写作报告按分析报告形式撰写，根据查找的器件资料，归纳总结其指标、工作原理和外围电路设计。分析报告最后附上英文资料原文。2.4 相关提示该题目锻炼学生的自学、查找资料、翻译、整理、归纳和撰写报告的能力，对外文资料中的器件参数要了解概念，有利于对后续内容的理解。关于期中大作业的执行要求：(1) 最多三人一组，2012年12月25日前完成，共计45天。(2) 上交报告的电子版PDF文档，邮件名为“midtes